1、石油化工企业静电危害及防范措施石油化工企业存在有可燃气体(蒸汽)爆炸性混合物的危险场所,有些危险物质易产生和积聚静电荷,当静电电位达到一定的程度,并具备放电条件,且产生的放电火花能量大于该危险物质的最小点燃能量时, 即可引发爆炸和着火事故。 笔者就石油化工企业静电引燃爆炸危险情况进行了论述,并提出消除静电危害的防范措施。静电的产生与危害据有关资料统计,因静电引起的火灾和爆炸事故,在石油化工生产与销售行业以及制药、橡胶和粉末加工业居多。 不难看出, 由于石化企业存在大量液态碳氢化合物, 易于产生可 (易)燃气体或蒸汽;其点燃能量很低,一般都在 0.3MJ 以下;又多以输送、过滤、储运、冲击、搅拌
2、、调和、喷射和涂层等为主要的生产工艺过程。由于此类液体(有的还常常夹带着固体或液体杂质)在管道中高速流动,会与管壁大面积摩擦或者与容器壁及其它介质摩擦,从而导致静电的产生。有资料表明,其在生产和操作过程中产生的静电可以达到几伏到几万伏,当静电电压在 3000V 以上时,若存在放电条件,则静电放电火花所具有的能量,足以点燃汽油、乙醚等蒸汽与空气的混合物,进而导致爆炸或燃烧。因此,讨论液体静电的危害,对石化企业安全生产是十分重要的。静电放电的常见方式主要有电晕放电、 刷形放电和火花放电等 3 种形式, 而对容器内烃类油品的放电主要为电晕放电和火花放电等两种方式。 一般情况下, 电晕放电往往发生在靠
3、近油面的突出接地金属 (如罐壁的突出物、 装油鹤管等) 与油面之间, 因而放电能量是极微小的,通常不会点燃液面蒸汽,但极有可能发展成为火花放电。火花放电是极间空气被击穿而造成的,有明显集中点,放电时有短促爆裂声,能量在一瞬间集中释放。此种放电形式造成事故的概率最高。此外,若绝缘体带有的大量静电,在对空气发生放电的同时,还会沿着绝缘体表面进行放电。它的放电能量亦较大,引起静电危害的概率也较高。石化企业时有发生的火灾爆炸事故,多因火花放电为主。另外,静电放电产生的瞬间冲击性电流通过人体某一部分时,可造*体静电电击伤害。当人体带电电位达 3KV 时,人体即有明显的电击感觉。静电电击虽不会致人而死,但
4、往往会造*员高空坠落,从而致使人员伤亡。静电的存在不仅影响工作效率,还可能造成工作人员紧张,影响操作。静电的积聚及影响因素静电的积聚是引起静电灾害事故的主要根源。静电产生的的大小主要与其物质电阻率有关。电阻是静电产生的条件,也是静电能否积聚的根本原因之一。通常电阻率越小,导电性能越好。电阻率小于 108•为静电导电体,此类物体不会引起危害,因为电阻率如此小的物体即使产生静电,也能瞬时消失;电阻率在 1081010•之间的物体通常带电量是不大的;电阻率在 10111015•之间的物体易于带静电,是石化企业防静电工作的重点对象;当电阻率大于 1015•
5、;,物体反而不易产生静电,但一旦带有静电就难以消除。如汽油、苯等电阻率在 10111015•之间,它们是容易带电的,也难于消散。另外,因物质介电常数(决定电容的一个主要因素)的不同,在具体操作条件下,其电容与电阻结合起来,将决定静电的消散规律,并成为影响电荷积聚的另一个因素。对于液体电阻率低的,其介电常数相对较大。如果液体相对介电常数大于 20,并以“连续相”存在并接地,一般来说,不管是输送还是储运都不大可能造成静电的积聚。此外,静电的产生与积聚,除与其物质本身的内在因素有关,还与生产过程和作业环节中介质的流速、压力、管道内壁粗糙程度、管径及其所含杂质等有关。通常情况下,烃类油品带
6、电与管线内壁粗糙程度成正比,内壁越粗糙,带静电越多;流速越快,流动时间越长,流经的闸阀、弯头越多,产生的静电荷越多;除柴油外,油品的温度越高,产生的静电荷也越多;用绝缘材料制成的容器和管线盛装或输送油品, 较导电的金属材料制成的容器和管线产生的静电荷将很多; 流通截面面积和流动方向的急剧改变会使静电的产生骤然增大, 如油品流经管道内设置的过滤器后,其静电产生量有时会增加 10200 倍。同样是烃类油品,灌装方式有底部进油(液下装油)和上部装油(喷溅式装油) 。相比之下,上部装油产生的静电更大。 其原因在于灌装过程中大量的液体不断分离, 因而产生新的电荷,更重要的是液面电荷没有充分时间驰张 (一般认为驰张时间在 30 秒以上) , 导致液面表层电荷密度较高。同时,因油品冲击罐壁造成喷溅飞沫而产生大量静电。加之灌装过程中又常常有油雾出现,一旦与空气混合达到爆炸极限浓度,则会有更大的危险性。底部进油时如罐底有沉积水,沉积水受进油方式的搅动也会产生很高的静电电位。另外,气候对静电的产生与积聚也有很大影响,如严寒的冬季和炎热的夏季,天气干燥,空气的相对湿度小,更容易产生静电。不同油品相混也会增加